KAIVINKONEEN HYDRAULISEN JATKOPUOMIN SUUNNTTELU

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella Pentin Paja Oy:lle jatkopuomi. Jatkopuomi on suunnattu 5–8 tonnia painaville kaivinkoneille, jotka käyttävät harvesteripäätä esimerkiksi energiapuunkorjuussa. Tavoitteena oli tehdä jatkopuomista kompakti ja hakea tasapainoa materiaalikustannusten, materiaalin lujuuden ja tuotteen kokonaismassan välillä.

Suunnitteluprosessissa käytettiin hyväksi systemaattisen ja intuitiivisen suunnittelumetodin tarkoitukseen sopivimpia osia. Mallinnus suoritettiin Pro/Engineer 3D-suunnitteluohjelmistolla ja lujuuslaskennat tehtiin sekä käsin että Pro/Mechanica lujuuslaskentaohjelmalla.

Tuloksena suunnittelusta saatiin lujuus- ja väsymyslujuuslaskelmat sekä valmistuskuvat jatkopuomin valmistusta varten. Tulosten testaaminen käytännössä on vielä toteuttamatta, joten laitteen todellisesta toimivuudesta ei ole mittaustuloksia. Jatkopuomiin löydettiin kuitenkin painon ja kustannusten kannalta hyvä kokonaisuus, joka nostaa varsinkin pienien kaivinkoneiden käyttöastetta.

Työn tulokset eivät kata kaikkien rakenneosien väsymislujuuslaskelmia. Opinnäytetyöllä on luotu hyvä pohja prototyyppivaiheen jälkeiselle jatkokehitykselle, mikäli se on tarpeellista.

The goal of this thesis was to design an extension boom for Pentin Paja Ltd. The extension boom was intended for excavators weighing 5–8 tons that use a harvester head for energy wood harvesting. Mainly the aim was to create a lightweight boom and to find a balance between material costs, material strength and overall mass.

The most suitable parts of systematic and intuitive designing methods were used in the designing process. Modeling was performed with Pro/Engineer 3D modeling software and structural analysis with Pro/Mechanica structural analysis program.

The outcomes of the design process were structural and fatigue analyses as well as manufacturing drawings for the production. Field tests have not been performed yet so it’s difficult to estimate the actual functionality. However, good balance between the mass and the expenses was found, which can surely increase the utilization rate of lightweight and mid-weight excavators.

The results of the thesis do not cover all the fatigue and structural analyses of the parts. The thesis still creates a good foundation for the post-prototype stage development when necessary.